Thesis (Ph. D.)--Columbia University, 1922. / Vita. Bibliography: 1 p. following p. 32.

Thesis (Ph. D.)--Columbia University, 1922. / Vita. Description based on print version record. Bibliography: 1 p. following p. 32.

Master of Science

It is thought that the peanut (Arachis hypogaea) originated in South America as peanuts have been found in the ancient burial graves in Peru. From South America they were carried to Arica and then to the United States with the slaves who came from Africa. It has been stated that when peanuts were placed in the hold of an old ship with the slaves, the slaves were in excellent physical condition on arrival for there was no beriberi. The peanut is perhaps the most important oil-bearing seed that is grown and its value as a source of oil has long been recognized. The Dutch buy peanuts from many countries and bring them to Rotterdam, where they crush the, into oil and meal, and barter these products to other countries. Much of their oil was formerly imported into the United States for here the peanut as a source of oil was not realized. Until a few years ago less than 8 percent of the crop was crushed for oil. However, 40 percent of the crop was used for oil in 1940. The “cake” or meal which is left after the oil has been expressed makes an excellent feed for cattle and is used as such to a great extent, particularly in Germany. During the first World War there was a great demand for peanut oil and today the need is felt again. It is stated in the Peanut Journal and Nut World (21) that peanut oil imports from foreign countries in the first six months of the 1940-1941 season decreased about 17 percent from the total reached during the same period of the previous years. Today the Secretary of Agriculture has called upon the peanut farmers of the nation to greatly expand their peanut acreage for the production of oil during the coming year. The goal for 1942 is 3,400,000 acres for peanut oil and 1,600,000 acres for edible use. In 1940 only one fourth of the crop of 200,000 tons of peanuts was used for oil. From each ton of peanuts approximately 600 pounds of oil can be obtained. Peanut oil is used in the United States mainly as an adulterant of or as a substitute for olive oil. It is so excellent in quality that most people cannot detect the difference. Peanut oil is mixed with nearly all the olive oil that comes from the United States. Peanut oil can replace, in part at least, the approximate 10,000,000 pounds of coconut oil that until now has been imported into the country for roasting peanuts, making soap and other uses. Since peanut production has been greatly increased for edible oil, and since so little research has been done on the culinary properties of the oil, a study of these properties seemed advisable. The primary purpose of this experiment was to study the palatability of potato chips, shoestring potatoes and French friend potatoes when fried in peanut oil as compared with those friend in cottonseed oil. The absorption of the oil by the products fried in peanut oil was compared with those fried in cottonseed oil. The changes in the two oils during repeated fryings was compared. These changes were measured by the smoking point, free acidity, and rancidity changes of the oils. Since the oils for this experiment could not be produced under experimental conditions, certain constants were measured in order to know about the qualities of the oils. These included the iodine number, saponification number, free acidity, smoking point and the resistance of the oils to rancidity changes. / Master of Science

Orientador: Kil Jin Park / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-15T02:46:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pighinelli_AnnaLeticiaMontenegroTurtelli_D.pdf: 8212491 bytes, checksum: c617ef5189c9c2de0d834c9e3aadfc78 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de biodiesel em rota etílica à partir de quatro matérias-primas. A primeira etapa do trabalho foi avaliar o processo de prensagem para extração de óleo de amendoim em casca, algodão com línter e girassol. Para isso foi utilizado um planejamento experimental, avaliando a influência da temperatura (25 a 110oC) e teor de umidade (4 a 13,95%) dos grãos e da rotação da prensa (85 a 119rpm), no rendimento em óleo bruto e também na qualidade do óleo para ser utilizado como matéria-prima para a produção de biodiesel. Para a extração do óleo de amendoim, a melhor condição obtida foi para a faixa de rotação entre 80 e 90rpm, temperatura entre 40 e 50oC e teor de umidade entre 8 e 12%, com 95,74% de óleo removido. Na prensagem do algodão, o melhor rendimento foi de 75,38% em óleo bruto, para rotação de 85rpm, teor de umidade de 9% e temperatura do grão entre 110 e 120oC. O maior rendimento em óleo bruto de girassol, 68,38%, para rotação da prensa entre 100 e 115rpm, temperatura do grão entre 25 e 30oC e teor de umidade próximo de 7%. A etapa seguinte foi a de transesterificação dos óleos brutos filtrados em laboratório, avaliando a influência da razão molar etanol:óleo e da concentração de catalisador metilato de sódio, no rendimento em biodiesel bruto. Para o biodiesel bruto de amendoim, o maior rendimento alcançado foi de 96,82% para razão molar de 9:1 e 3% de catalisador. A produção de biodiesel de algodão foi prejudicada pela alta acidez do óleo, que inviabilizou a reação química nas condições experimentais previstas neste trabalho. A transesterificação etílica do óleo de girassol apresentou rendimento máximo de 98,39% em biodiesel bruto para razão molar de 9:1 e 3% de catalisador. O óleo refinado de soja também foi utilizado, apresentando rendimento máximo em biodiesel bruto de 97,08% para razão molar de 15:1 e 3% de catalisador. Os pontos críticos obtidos em laboratório foram utilizados na transesterificação em reator piloto e o biodiesel produzido foi purificado por lavagem com água acidificada, sílica e por destilação, avaliando a qualidade do produto final conforme legislação da ANP. A destilação foi o melhor método de purificação para todas as amostras de biodiesel. Dentre as oleaginosas aqui estudadas, pode-se afirmar que o girassol foi a melhor para produção de biodiesel, apresentando um bom desempenho durante a prensagem, com bom rendimento em óleo, facilidade na transesterificação e na purificação. O cultivo do girassol contribui para o melhoramento do solo e a torta resultante da prensagem é rica em proteínas, com possibilidade de comercialização / Abstract: The present work had as aim to evaluate biodiesel production using ethanol and four types of raw materials. In the first part of the study, the oil expression of hole peanut grain, cottonseed and sunflower was evaluated. A experimental design with two variables was used to estimate the influence of the independent variables: grain temperature (25 to 110oC), grain moisture content (4 to 13.95%) and expeller rotation (85 to 119rpm) on the crude oil and oil quality for its use in biodiesel production. The best condition for peanut oil expeller was: rotation from 80 to 90rpm, grain temperature from 40 to 50oC and grain moisture content from 8 to 12%, with a maximum oil recovered of 95.74%. For cottonseed oil expeller, the best oil yield was 75.38%, for 85rpm of expeller rotation, 9% of grain moisture content and grain temperature ranged from 110 to 120oC. Sunflower crude oil best results, 68.38%, was achieved for rotation ranged from 100 to 115rpm, grain temperature from 25 to 30oC and moisture content around 7%. The follow study was the transesterification of crude oils, evaluating the influence of molar ratio ethanol:oil and catalyst concentration sodium methylate, on the unpurified biodiesel yield. The higher unpurified peanut biodiesel yield was 96.82% using molar ratio of 9:1 and 3% of catalyst. Cottonseed biodiesel production was affected by oil high acid value so the chemical reaction not occurs in the experimental conditions provided in this work. Sunflower oil ethanolysis had the higher yield of 98.39% for a molar ratio of 9:1 with 3% of sodium methylate. Refined soybean oil was also used in biodiesel production; the maximum biodiesel yield was 97.08% for a molar ratio of 15:1 and 3% of catalyst. Critical experimental conditions obtained in laboratory scale were applied in small reactor and the biodiesel produced was purified with acid water, silica and distillation. All biodiesel samples had quality aspects evaluated concerning Brazilian legislation. Distillation was the best purification method for all biodiesel types. Amongst all oilseeds evaluated, sunflower had the best performance in all studies: oil expeller, oil yield, biodiesel production and biodiesel purification. Sunflower cultivation contributes for soil improvement and the cake resulting from oil expeller has a higher protein level and has market value / Doutorado / Tecnologia Pós-Colheita / Doutor em Engenharia Agrícola

Die Erdnussallergie ist für 25-28 % der Lebensmittelallergien verantwortlich (Owusu-Apenten, 2002) und es wird angenommen, dass 0,6-1,0 % der Bevölkerung von Industrieländern allergisch gegenüber Erdnüssen reagiert (Al-Muhsen et al., 2003). In Deutschland tritt die Erdnussallergie bei 0,6 %, in Schweden bei 2,4 % und in den USA bei 1,1 % der Bevölkerung auf (EFSA, 2013; Östblom et al., 2008; Zuberbier et al., 2004; Sicherer et al., 1999). Dabei ist vor allem bei Kindern eine Zunahme zu beobachten (Sicherer et al., 2010; Grundy et al., 2002). Bereits geringe Mengen von 2 mg Erdnussprotein können zu objektiven allergischen Reaktionen führen (Hourihane et al., 1997b). Dies stellt im Gegensatz zu anderen Nahrungsmittelallergenen wie beispielsweise Milch (165 mg Protein), Sojabohnen (1000 mg Protein) oder Haselnüssen (168 mg Protein) eine sehr geringe Menge an benötigtem Allergen dar (Ortolani et al., 2000; Norgaard & Bindslev-Jensen, 1992; Bock et al., 1978). Weiterhin kommt es im Falle der Erdnussallergie im Vergleich zu anderen Nahrungsmittelallergien besonders häufig zu anaphylaktischen Schocks (Bock et al., 2007; Bock et al., 2001). Auffallend ist, dass Erdnüsse in westlichen Ländern, wie beispielsweise den USA ein Hauptnahrungsmittelallergen darstellen, wohingegen dies in asiatischen Ländern nicht der Fall ist (Beyer et al., 2001; Hill et al., 1997). Da die Verzehrsmengen an Erdnüssen und Erdnussprodukten in beiden Ländern mit jeweils 3 kg pro Einwohner und Jahr vergleichbar sind und die Ursache auch nicht auf einen eventuell unterschiedlichen Genpool zurückgeführt werden konnte (Beyer et al., 2001), wird angenommen, dass die jeweiligen Zubereitungsformen einen Einfluss haben könnten (Cong et al., 2008; Beyer et al., 2001). Der Verzehr erfolgt in den USA vor allem in gerösteter und in asiatischen Ländern überwiegend in gekochter oder frittierter Form (Cong et al., 2008; Beyer et al., 2001). Studien, die sich mit dem Einfluss der Zubereitungsart auf das allergene Potential beschäftigten, betrachteten das Immunglobulin E- (IgE-) Bindungsvermögen, wobei die Ergebnisse allerdings widersprüchlich sind (Blanc et al., 2011; Vissers et al., 2011; Mondoulet et al., 2003; Maleki et al., 2000a; Koppelman et al., 1999). Als Folge der Röstung von Erdnüssen wurden Lysinabnahmen von bis zu 42 % festgestellt, wovon allerdings nur 10 % durch bekannte Maillard-Reaktionsprodukte erklärbar waren (Wellner et al., 2012b). Weiterhin bestand kein Zusammenhang zwischen einer gezielten Glykierung und dem allergenen Potential (Wellner et al., 2012a). Als mögliche Ursache für den hohen Anteil an nicht erklärbarer Lysinderivatisierung wurden Reaktionen mit Carbonyl-verbindungen aus der Lipidperoxidation angenommen („Lipierung“). Erkenntnisse über Lipierungsreaktionen stammten bisher vor allem aus physiologischen Modelluntersuchungen. Über entsprechende Reaktionen in Lebensmitteln war zu Beginn der Untersuchungen nur sehr wenig bekannt. Weiterhin waren bisher keine Daten bezüglich eines Zusammenhangs entsprechender Reaktionen und dem allergenen Potential von Erdnüssen verfügbar. Deshalb wurde zunächst die Bildung ausgewählter und potentiell reaktiver Sekundärprodukte, die als Folge der Erdnussröstung entstehen können, verfolgt. Hierzu wurden Erdnuss-röstexperimente bei 170 °C für 20 und 40 min durchgeführt sowie natives Erdnussöl unter den gleichen Bedingungen erhitzt. Des Weiteren wurden für Acrolein, Malondialdehyd (MDA) und 4 Hydroxynon-2-enal (4 HNE) Quantifizierungsmethoden mittels GC MS (EI) für die Probenmatrices Erdnussöl und Erdnüsse etabliert. Dabei zeigte sich, dass die Acrolein-, MDA- und 4 HNE-Gehalte als Folge der Erhitzung des Erdnussöls zunahmen. In den Erdnussproben kam es hingegen nur zu einer Zunahme des Gehalts an Acrolein, wohingegen die Gehalte an MDA und 4 HNE abnahmen. Eine Weiterreaktion mit Aminosäureseitenketten innerhalb des Erdnussproteinverbands war somit als Folge der Erdnussröstung naheliegend. In Modelluntersuchungen wurden nachfolgend die Reaktivitäten der Sekundärprodukte Hexanal, 2 Heptenal, Acrolein, MDA und 4 HNE gegenüber Aminosäureseitenketten nativer Erdnussproteine sowie die proteinquervernetzenden Eigenschaften untersucht. Dabei führten alle Sekundärprodukte zu einer Aminosäureabnahme, wobei Lysin diejenige Aminosäure darstellte, die bevorzugt modifiziert wurde. Die Reaktivitätsreihenfolge der Sekundärprodukte lautete unter Berücksichtigung der Abnahmen aller Aminosäuren und der Eigenschaften zur Proteinquervernetzung wie folgt: Acrolein > 2 Heptenal = 4 HNE > MDA > Hexanal. Zur Identifizierung potentieller Lipierungsprodukte, die durch die Reaktion mit der ɛ Aminogruppe des Lysins hervorgehen, wurde Nα-Acetyl-L-lysin mit den ausgewählten Sekundärprodukten Hexanal, 2 Heptenal, Acrolein, MDA und 4 HNE umgesetzt. Mittels LC ESI MS/MS wurden anhand von CID-Experimenten 14 Lipierungsprodukte identifiziert, davon 6 Verbindungen erstmalig. Weiterhin wurden 7 ausgewählte Verbindungen (Nɛ Hexyllysin, LHP 1, LHP 2, (Z) BPP, (E) BPP, MP-Lysin, 2-PPL) als Referenzsubstanzen dargestellt und chemisch charakterisiert, wovon LHP 2 sowie (Z)- und (E) BPP erstmalig dargestellt werden konnten. Zusätzlich wurden die stabilisotopenmarkierten Verbindungen Nɛ Hexyllysin-d12 und LHP 1 d29 erstmalig dargestellt. Die Lipierungsprodukte Nɛ-Hexyllysin, LHP 1, LHP 2, (Z) BPP, (E) BPP, MP-Lysin und 2 PPL konnten nach Etablierung von Quantifizierungsmethoden mittels LC-ESI-MS/MS durch Vergleich mit entsprechenden Referenzsubstanzen erstmalig massenspektrometrisch in modifizierten Erdnussproteinextrakten quantifiziert werden. Dabei zeigte sich, dass bei geringen und somit lebensmittelrelevanten Gehalten an Sekundärprodukten die Lysinderivati-sierung vor allem auf die Bildung der Lipierungsprodukte (Z)- und (E)-BPP, MP-Lysin und 2 PPL zurückführbar war. In den Erdnussproben konnten ebenfalls mittels LC-ESI-MS/MS erstmalig die Lipierungsprodukte Nɛ Hexyllysin, LHP 1, MP-Lysin und 2 PPL quantifiziert werden. Dabei stellte sich MP Lysin als mögliche Markerverbindung zur Beurteilung des Oxidationsstatus eines Lebensmittels heraus. Im Vergleich zu den Maillard-Reaktionsprodukten Nɛ Fruktosyllysin, Pyrralin und Nɛ Carboxymethyllysin waren die Gehalte der quantifizierten Lipierungsprodukte deutlich geringer. Der erklärbare Lysinverlust unter Berücksichtigung der Lipierungs- und Maillard-Reaktionsprodukte wurde für die 20 und 40 min gerösteten Erdnüsse jeweils zu 17 % und 11 % bestimmt. In Modelluntersuchungen wurde gezeigt, dass es zur Bildung heterogener Lipierungsprodukte, die neben dem ursprünglichen Nukleophil aus mehreren unterschied-lichen Carbonylverbindungen aufgebaut sind, kommen kann. Weiterhin wurde gezeigt, dass Lipierungsreaktionen des oxidativ gespaltenen Fettsäurerests möglich sind. Somit ist davon auszugehen, dass als Folge der Erdnussröstung eine Vielzahl an Lipierungsprodukten entstehen kann, deren Einzelbeiträge zum Gesamtlysinverlust vermutlich relativ gering sind, in der Summe allerdings einen erheblicheren Beitrag leisten könnten. Mittels ELISA und Western Blots wurde gezeigt, dass eine gezielte Lipierung der Erdnuss-proteine mit 4 HNE das Antikörperbindungsvermögen nicht beeinflusste. Allerdings wurde mittels SDS-PAGE in Abhängigkeit des Modifizierungsgrades die Ausbildung kovalent quervernetzter Proteinaggregate beobachtet, welche im Vergleich zu den nicht modifizierten Proteinen resistenter gegenüber einem simulierten gastrointestinalen Verdau waren. Weiterhin ergab sich anhand eines simulierten gastrointestinalen Verdaus die Verdaubarkeit der unterschiedlich zubereiteten Erdnüsse wie folgt: native Erdnüsse > gekochte Erdnüsse > geröstete Erdnüsse. Lipierungs-induzierte Proteinquervernetzungen könnten somit zu einer langsameren Verdaubarkeit gerösteter Erdnüsse im Vergleich zu gekochten Erdnüssen führen. Auf Grund einer hieraus resultierenden längeren Verweilzeit von Peptiden mit intakten Epitopen im Gastrointestinaltrakt könnte die Wahrscheinlichkeit zur Sensibilisierung ansteigen und somit eine mögliche Ursache für das unterschiedlich häufige Auftreten der Erdnussallergie in China und den USA darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass Lipierungsreaktionen vor allem bei der thermischen Behandlung von Lebensmitteln ablaufen und im Falle der Erdnüsse einen Einfluss auf das allergene Potential haben könnten. Vor dem Hintergrund einer in China im Vergleich zu den USA geringeren Prävalenz der Erdnussallergie wurden Hinweise erhalten, dass die unterschiedlichen Zubereitungsarten (China: Kochen, USA: Rösten) vor allem die Verdaubarkeit der Proteine beeinflussen und hierüber einen direkten Einfluss auf die Sensibilisierung haben könnten.

Die Erdnussallergie ist für 25-28 % der Lebensmittelallergien verantwortlich (Owusu-Apenten, 2002) und es wird angenommen, dass 0,6-1,0 % der Bevölkerung von Industrieländern allergisch gegenüber Erdnüssen reagiert (Al-Muhsen et al., 2003). In Deutschland tritt die Erdnussallergie bei 0,6 %, in Schweden bei 2,4 % und in den USA bei 1,1 % der Bevölkerung auf (EFSA, 2013; Östblom et al., 2008; Zuberbier et al., 2004; Sicherer et al., 1999). Dabei ist vor allem bei Kindern eine Zunahme zu beobachten (Sicherer et al., 2010; Grundy et al., 2002). Bereits geringe Mengen von 2 mg Erdnussprotein können zu objektiven allergischen Reaktionen führen (Hourihane et al., 1997b). Dies stellt im Gegensatz zu anderen Nahrungsmittelallergenen wie beispielsweise Milch (165 mg Protein), Sojabohnen (1000 mg Protein) oder Haselnüssen (168 mg Protein) eine sehr geringe Menge an benötigtem Allergen dar (Ortolani et al., 2000; Norgaard & Bindslev-Jensen, 1992; Bock et al., 1978). Weiterhin kommt es im Falle der Erdnussallergie im Vergleich zu anderen Nahrungsmittelallergien besonders häufig zu anaphylaktischen Schocks (Bock et al., 2007; Bock et al., 2001). Auffallend ist, dass Erdnüsse in westlichen Ländern, wie beispielsweise den USA ein Hauptnahrungsmittelallergen darstellen, wohingegen dies in asiatischen Ländern nicht der Fall ist (Beyer et al., 2001; Hill et al., 1997). Da die Verzehrsmengen an Erdnüssen und Erdnussprodukten in beiden Ländern mit jeweils 3 kg pro Einwohner und Jahr vergleichbar sind und die Ursache auch nicht auf einen eventuell unterschiedlichen Genpool zurückgeführt werden konnte (Beyer et al., 2001), wird angenommen, dass die jeweiligen Zubereitungsformen einen Einfluss haben könnten (Cong et al., 2008; Beyer et al., 2001). Der Verzehr erfolgt in den USA vor allem in gerösteter und in asiatischen Ländern überwiegend in gekochter oder frittierter Form (Cong et al., 2008; Beyer et al., 2001). Studien, die sich mit dem Einfluss der Zubereitungsart auf das allergene Potential beschäftigten, betrachteten das Immunglobulin E- (IgE-) Bindungsvermögen, wobei die Ergebnisse allerdings widersprüchlich sind (Blanc et al., 2011; Vissers et al., 2011; Mondoulet et al., 2003; Maleki et al., 2000a; Koppelman et al., 1999). Als Folge der Röstung von Erdnüssen wurden Lysinabnahmen von bis zu 42 % festgestellt, wovon allerdings nur 10 % durch bekannte Maillard-Reaktionsprodukte erklärbar waren (Wellner et al., 2012b). Weiterhin bestand kein Zusammenhang zwischen einer gezielten Glykierung und dem allergenen Potential (Wellner et al., 2012a). Als mögliche Ursache für den hohen Anteil an nicht erklärbarer Lysinderivatisierung wurden Reaktionen mit Carbonyl-verbindungen aus der Lipidperoxidation angenommen („Lipierung“). Erkenntnisse über Lipierungsreaktionen stammten bisher vor allem aus physiologischen Modelluntersuchungen. Über entsprechende Reaktionen in Lebensmitteln war zu Beginn der Untersuchungen nur sehr wenig bekannt. Weiterhin waren bisher keine Daten bezüglich eines Zusammenhangs entsprechender Reaktionen und dem allergenen Potential von Erdnüssen verfügbar. Deshalb wurde zunächst die Bildung ausgewählter und potentiell reaktiver Sekundärprodukte, die als Folge der Erdnussröstung entstehen können, verfolgt. Hierzu wurden Erdnuss-röstexperimente bei 170 °C für 20 und 40 min durchgeführt sowie natives Erdnussöl unter den gleichen Bedingungen erhitzt. Des Weiteren wurden für Acrolein, Malondialdehyd (MDA) und 4 Hydroxynon-2-enal (4 HNE) Quantifizierungsmethoden mittels GC MS (EI) für die Probenmatrices Erdnussöl und Erdnüsse etabliert. Dabei zeigte sich, dass die Acrolein-, MDA- und 4 HNE-Gehalte als Folge der Erhitzung des Erdnussöls zunahmen. In den Erdnussproben kam es hingegen nur zu einer Zunahme des Gehalts an Acrolein, wohingegen die Gehalte an MDA und 4 HNE abnahmen. Eine Weiterreaktion mit Aminosäureseitenketten innerhalb des Erdnussproteinverbands war somit als Folge der Erdnussröstung naheliegend. In Modelluntersuchungen wurden nachfolgend die Reaktivitäten der Sekundärprodukte Hexanal, 2 Heptenal, Acrolein, MDA und 4 HNE gegenüber Aminosäureseitenketten nativer Erdnussproteine sowie die proteinquervernetzenden Eigenschaften untersucht. Dabei führten alle Sekundärprodukte zu einer Aminosäureabnahme, wobei Lysin diejenige Aminosäure darstellte, die bevorzugt modifiziert wurde. Die Reaktivitätsreihenfolge der Sekundärprodukte lautete unter Berücksichtigung der Abnahmen aller Aminosäuren und der Eigenschaften zur Proteinquervernetzung wie folgt: Acrolein > 2 Heptenal = 4 HNE > MDA > Hexanal. Zur Identifizierung potentieller Lipierungsprodukte, die durch die Reaktion mit der ɛ Aminogruppe des Lysins hervorgehen, wurde Nα-Acetyl-L-lysin mit den ausgewählten Sekundärprodukten Hexanal, 2 Heptenal, Acrolein, MDA und 4 HNE umgesetzt. Mittels LC ESI MS/MS wurden anhand von CID-Experimenten 14 Lipierungsprodukte identifiziert, davon 6 Verbindungen erstmalig. Weiterhin wurden 7 ausgewählte Verbindungen (Nɛ Hexyllysin, LHP 1, LHP 2, (Z) BPP, (E) BPP, MP-Lysin, 2-PPL) als Referenzsubstanzen dargestellt und chemisch charakterisiert, wovon LHP 2 sowie (Z)- und (E) BPP erstmalig dargestellt werden konnten. Zusätzlich wurden die stabilisotopenmarkierten Verbindungen Nɛ Hexyllysin-d12 und LHP 1 d29 erstmalig dargestellt. Die Lipierungsprodukte Nɛ-Hexyllysin, LHP 1, LHP 2, (Z) BPP, (E) BPP, MP-Lysin und 2 PPL konnten nach Etablierung von Quantifizierungsmethoden mittels LC-ESI-MS/MS durch Vergleich mit entsprechenden Referenzsubstanzen erstmalig massenspektrometrisch in modifizierten Erdnussproteinextrakten quantifiziert werden. Dabei zeigte sich, dass bei geringen und somit lebensmittelrelevanten Gehalten an Sekundärprodukten die Lysinderivati-sierung vor allem auf die Bildung der Lipierungsprodukte (Z)- und (E)-BPP, MP-Lysin und 2 PPL zurückführbar war. In den Erdnussproben konnten ebenfalls mittels LC-ESI-MS/MS erstmalig die Lipierungsprodukte Nɛ Hexyllysin, LHP 1, MP-Lysin und 2 PPL quantifiziert werden. Dabei stellte sich MP Lysin als mögliche Markerverbindung zur Beurteilung des Oxidationsstatus eines Lebensmittels heraus. Im Vergleich zu den Maillard-Reaktionsprodukten Nɛ Fruktosyllysin, Pyrralin und Nɛ Carboxymethyllysin waren die Gehalte der quantifizierten Lipierungsprodukte deutlich geringer. Der erklärbare Lysinverlust unter Berücksichtigung der Lipierungs- und Maillard-Reaktionsprodukte wurde für die 20 und 40 min gerösteten Erdnüsse jeweils zu 17 % und 11 % bestimmt. In Modelluntersuchungen wurde gezeigt, dass es zur Bildung heterogener Lipierungsprodukte, die neben dem ursprünglichen Nukleophil aus mehreren unterschied-lichen Carbonylverbindungen aufgebaut sind, kommen kann. Weiterhin wurde gezeigt, dass Lipierungsreaktionen des oxidativ gespaltenen Fettsäurerests möglich sind. Somit ist davon auszugehen, dass als Folge der Erdnussröstung eine Vielzahl an Lipierungsprodukten entstehen kann, deren Einzelbeiträge zum Gesamtlysinverlust vermutlich relativ gering sind, in der Summe allerdings einen erheblicheren Beitrag leisten könnten. Mittels ELISA und Western Blots wurde gezeigt, dass eine gezielte Lipierung der Erdnuss-proteine mit 4 HNE das Antikörperbindungsvermögen nicht beeinflusste. Allerdings wurde mittels SDS-PAGE in Abhängigkeit des Modifizierungsgrades die Ausbildung kovalent quervernetzter Proteinaggregate beobachtet, welche im Vergleich zu den nicht modifizierten Proteinen resistenter gegenüber einem simulierten gastrointestinalen Verdau waren. Weiterhin ergab sich anhand eines simulierten gastrointestinalen Verdaus die Verdaubarkeit der unterschiedlich zubereiteten Erdnüsse wie folgt: native Erdnüsse > gekochte Erdnüsse > geröstete Erdnüsse. Lipierungs-induzierte Proteinquervernetzungen könnten somit zu einer langsameren Verdaubarkeit gerösteter Erdnüsse im Vergleich zu gekochten Erdnüssen führen. Auf Grund einer hieraus resultierenden längeren Verweilzeit von Peptiden mit intakten Epitopen im Gastrointestinaltrakt könnte die Wahrscheinlichkeit zur Sensibilisierung ansteigen und somit eine mögliche Ursache für das unterschiedlich häufige Auftreten der Erdnussallergie in China und den USA darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass Lipierungsreaktionen vor allem bei der thermischen Behandlung von Lebensmitteln ablaufen und im Falle der Erdnüsse einen Einfluss auf das allergene Potential haben könnten. Vor dem Hintergrund einer in China im Vergleich zu den USA geringeren Prävalenz der Erdnussallergie wurden Hinweise erhalten, dass die unterschiedlichen Zubereitungsarten (China: Kochen, USA: Rösten) vor allem die Verdaubarkeit der Proteine beeinflussen und hierüber einen direkten Einfluss auf die Sensibilisierung haben könnten.

O creme de amendoim é um produto popular no Brasil pelo seu excelente sabor e características nutricionais. No entanto, apesar de seu consumo consagrado e de seguir padrões rigidamente estabelecidos de processos e qualidade, pode ocorrer alteração na consistência e diminuição de características de espalhamento, diminuindo a qualidade sensorial. Como forma de procurar controlar estes problemas, são normalmente usados ingredientes gordurosos como promotores de melhoria de estabilidade e consistência, como óleo de palma, estearina de palma, oleína de palma, óleos hidrogenados, monoacilgliceróis e diacilgliceróis. O projeto teve como objetivo a formulação de cremes de amendoim com óleo de amendoim, óleo de palma e estearina de palma em várias proporções, visando a obtenção de produtos mais estáveis e consistentes, que sejam equivalentes aos produtos comerciais de largo consumo por consumidores no mercado nacional. Foram realizadas as seguintes análises nas gorduras e suas misturas: composição em ácidos graxos e triacilgliceróis, índices de iodo e de peróxido, acidez, consistência, conteúdo de gordura sólida e análise térmica de cristalização e fusão. Os ácidos graxos saturados foram predominantes na estearina e óleo de palma, principalmente o ácido palmítico, enquanto o óleo de amendoim tem como principal constituinte o ácido oleico. À medida que aumenta a proporção de óleo de amendoim nas misturas, aumentam a quantidade de ácidos graxos insaturados e o índice de iodo e diminui a quantidade de ácidos graxos saturados. Os pontos de fusão , entalpia total de fusão, consistência e conteúdo de gordura sólida aumentaram nas misturas que apresentavam maior proporção de estearina e óleo de palma, em função do aumento no teor de triacilgliceróis trissaturados. Para a consistência (mistura de gorduras e cremes formulados), o conteúdo de gordura sólida, a entalpia total de cristalização e fusão e o ponto de fusão das misturas de gorduras foi aplicado um modelo de regressão múltipla, procurando evidenciar a influência das gorduras nas propriedades do produto final. As interações entre as gorduras foram do tipo eutético, caracterizando incompatibilidade no estado sólido. O modelo de regressão múltipla foi considerado preditivo para a consistência dos cremes, o conteúdo de gordura sólida e para as os resultados da análise térmica. Os resultados mostraram que as misturas de maior potencial para a consistência ideal de cremes espalháveis (200-800 gf/cm2) na faixa da temperatura de uso, ou seja, desde temperatura de conservação em geladeira até temperatura de mesa (15 - 25°C), foram as seguintes: 50% de óleo de palma e 50% de estearina de palma; 66,6% de óleo de palma, 16,7% de óleo de amendoim e 16,7% de estearina de palma; 16,7% de óleo de palma, 16,7% de óleo de amendoim e 66,6% de estearina de palma. Portanto, estas amostras apresentavam larga faixa de presença de óleo de palma e/ou estearina de palma na formulação. Os resultados obtidos mostram que a simples mistura é uma forma eficaz para modificar as propriedades físicas e químicas de estearina de palma, óleo de amendoim e óleo de palma. As misturas permitiram a obtenção de gorduras com vários graus de consistência ,de conteúdo de gordura sólida e ponto de fusão, possibilitando a obtenção de cremes de amendoim formulados a partir delas, que eram mais estáveis e firmes, porém plásticos e consistentes o suficiente para garantir efetiva espalhabilidade e correspondência ao padrão observado nas melhores marcas de cremes de amendoim do mercado. / The peanut cream is a popular product in Brazil for its excellent flavor and nutritional characteristics. However, despite its huge consumption and to follow strict patterns of quality and processes, some alterations may occur in consistency that can reduce spread characteristics, lowering the sensorial quality. As a way to try to control these problems, fatty ingredients are typically used as promoters to improve stability and consistency, as palm oil, palm stearin, palm olein, hydrogenated oils, monoacylglycerols and diacylglycerols. The project aimed to formulate creams with peanut oil, palm oil and palm stearin in various proportions in order to obtain a more stable and consistent product, equivalent to the best commercial creams widely consumed in the brazilian market. The following analyzes were performed on fats and their blends: fatty acids and triacylglycerols composition, iodine and peroxide values, acidity, consistency, solid fat content and thermal analysis of melting and crystallization. Saturated fatty acids have been prevalent in palm stearin and palm oil, particularly palmitic acid, while peanut oil has at its main constituent the oleic acid. As peanut oil increases in the blends, increases the amount of unsaturated fatty acids and the iodine value and reduces the amount of saturated fatty acids. Fat blends with a high proportion of saturated fatty acids (palm stearin and palm oil), showed higher melting points, total enthalpy of melting, consistency and solid fat content, due to the increase of the content of trisatured triacylglycerols. For the consistency (fats blends and formulated creams), solid fat content, total enthalpy of melting and crystallization and melting point of the fat blends, a multiple regression model was applied in order to show how fats influence the properties of the final product. Interactions between fats were eutectic, showing incompatibility in the solid state. The multiple regression model was considered predictive for the consistency of the cream, solid fat content and results of the thermal analysis. The results showed that the mixtures of higher potential for optimal consistency of spreadable cream (200 to 800 gf/cm2) in temperature range from the storage at a refrigerator temperature up to the ambient temperature (10 - 25 °C) were: 50% palm oil and 50% palm stearin, 66.6% palm oil, 16.7% peanut oil and 16.7% palm stearin; 16.7 % palm oil, 16.7% peanut oil and 66.6% palm stearin. Therefore, these samples had a broad range presence of palm oil and / or palm stearin in the formulation. The results obtained showed that a simple mixture is an effective way to modify physical and chemical properties of palm stearin, peanut oil and palm oil. The mixtures enabled to obtain fats with various degrees of consistency, solid fat content and melting point parameters, making it possible to obtain peanut creams made from them which were more stable and firm but plastic and consistent enough to ensure effective spreadability and correspondence to the pattern observed in the best brands of peanut creams of the brazillian market.

Diante do aumento da incidência de doenças cardiovasculares no mundo, oferecer alimentos mais saudáveis ao mercado consumidor tem se tornado uma grande tendência na indústria de alimentos. Ao chocolate amargo 57%, alimento saudável e indulgente, objetivou-se adicionar microcápsulas de óleo de amendoim alto oleico, cujo valor nutricional está associado à presença do ácido oleico, um ácido graxo monoinsaturado considerado fundamental por suas propriedades benéficas na redução da oxidação do LDL-colesterol. O trabalho foi dividido em duas etapas: produção e caracterização de microcápsulas de óleo de amendoim alto oleico; formulação, produção e caracterização de chocolate amargo adicionado de óleo de amendoim alto oleico microencapsulado (5%, 7,5% e 10%) avaliando-se sua estabilidade ao longo de 112 dias de vida de prateleira, com vistas a um produto com qualidade nutricional e tecnológica. A emulsão preparada para a produção das microcápsulas em spray dryer de escala laboratorial apresentou estabilidade cinética a 18°C, pH de 4,82 ± 0,07, teor de sólidos solúveis totais de 14,7 ± 0,1 °Brix, 0,983 ± 0,010 de atividade de água, comportamento pseudoplástico ajustado ao modelo de Binghan e elevada tixotropia, mostrando-se adequada ao processo pretendido. O processo de microencapsulação apresentou 65% de rendimento em escala laboratorial. Tal qual obtido por outros autores, as microcápsulas de óleo de amendoim alto oleico apresentaram: 3,32% ± 0,03% de umidade, 0,244 ± 0,012 de atividade de água, 0,50 ± 0,02 g·mL-1 de densidade acomodada, e morfologia de superfície amorfa e típica das microcápsulas produzidas por atomização com goma arábica como agente encapsulante, o que indica a formação de um filme contínuo que garante menor permeabilidade a gases e maior proteção e retenção do recheio, indicando processo altamente bem sucedido. O chocolate amargo adicionado de 5% de microcápsulas foi considerado o mais adequado dentre as formulações avaliadas, pois apresentou menor teor de umidade (1,37% ± 0,2%) e maior teor de lipídios (33,95% ± 1,48%) e ácido graxo oleico (33,861% ± 0,014%), nesta fração lipídica, do que as amostras dos demais tratamentos, além de apresentar propriedades reológicas e calorimétricas compatíves à formulação controle, com comportamento pseudoplástico melhor ajustado ao modelo de Casson (R²>0,98) e estabilidade durante a vida de prateleira. As relevantes informações tecnológicas obtidas comprovaram a viabilidade tecnológica para a produção e comercialização de um produto alimentício de importância nutricional. / The increasing of cardiovascular diseases in the world is promoting the interest for science development in healthier foods to the consumer market, which has become a major trend in the food industry. The aim of this study was to add microcapsules of high oleic peanut oil in dark chocolate 57%, a healthy and indulgent food. The nutritional value of the high oleic peanut oil is associated with the presence of oleic acid, a monounsaturated fatty acid considered fundamental for its beneficial properties in reducing oxidation of LDL-cholesterol. The work was divided into two stages: production and characterization of microcapsules of high oleic peanut oil; formulation, production and characterization of dark chocolate with microcapsules of high oleic peanut oil added (5%, 7.5% and 10%) evaluating its stability during 112 days of shelf life, with a view to a product with nutritional and technological quality. The emulsion prepared to produce microcapsules in laboratory scale spray dryer showed kinetic stability at 18°C, pH of 4.82 ± 0.07, total soluble solids content of 14.7 ± 0.1 °Brix, 0.983 ± 0.010 of water activity, pseudoplastic behavior adjusted to the model of Binghan and high thixotropy, being suitable for the intended process. The microencapsulation process showed 65% yield in laboratory scale. As obtained by other authors, the high oleic peanut oil microcapsules were: 3.32% ± 0.03% moisture, 0.244 ± 0.012 water activity, 0.50 ± 0.02 g·mL-1 bulk density, and morphology of the amorphous and typical surface of the microcapsules produced by spray drying with gum arabic as the encapsulating agent, which indicates the formation of a continuous film that provides less permeability to gases and improved protection and retention of the filling, indicating highly successful process. The dark chocolate with 5% of microcapsules added was considered the most suitable among the evaluated formulations, since it presented lower moisture content (1.37% ± 0.2%) and higher lipid content (33.95% ± 1.48%) and oleic acid (33.861% ± 0.014%), in this lipid fraction, than the other treatments, besides having rheological and calorimetric properties compatible to the control formulation, with pseudoplastic behavior better adjusted to the Casson model (R²> 0.98) and stability over the shelf life. The relevant technological information obtained proved the technological feasibility for the production and commercialization of a food product of nutritional importance.

Diante do aumento da incidência de doenças cardiovasculares no mundo, oferecer alimentos mais saudáveis ao mercado consumidor tem se tornado uma grande tendência na indústria de alimentos. Ao chocolate amargo 57%, alimento saudável e indulgente, objetivou-se adicionar microcápsulas de óleo de amendoim alto oleico, cujo valor nutricional está associado à presença do ácido oleico, um ácido graxo monoinsaturado considerado fundamental por suas propriedades benéficas na redução da oxidação do LDL-colesterol. O trabalho foi dividido em duas etapas: produção e caracterização de microcápsulas de óleo de amendoim alto oleico; formulação, produção e caracterização de chocolate amargo adicionado de óleo de amendoim alto oleico microencapsulado (5%, 7,5% e 10%) avaliando-se sua estabilidade ao longo de 112 dias de vida de prateleira, com vistas a um produto com qualidade nutricional e tecnológica. A emulsão preparada para a produção das microcápsulas em spray dryer de escala laboratorial apresentou estabilidade cinética a 18°C, pH de 4,82 ± 0,07, teor de sólidos solúveis totais de 14,7 ± 0,1 °Brix, 0,983 ± 0,010 de atividade de água, comportamento pseudoplástico ajustado ao modelo de Binghan e elevada tixotropia, mostrando-se adequada ao processo pretendido. O processo de microencapsulação apresentou 65% de rendimento em escala laboratorial. Tal qual obtido por outros autores, as microcápsulas de óleo de amendoim alto oleico apresentaram: 3,32% ± 0,03% de umidade, 0,244 ± 0,012 de atividade de água, 0,50 ± 0,02 g·mL-1 de densidade acomodada, e morfologia de superfície amorfa e típica das microcápsulas produzidas por atomização com goma arábica como agente encapsulante, o que indica a formação de um filme contínuo que garante menor permeabilidade a gases e maior proteção e retenção do recheio, indicando processo altamente bem sucedido. O chocolate amargo adicionado de 5% de microcápsulas foi considerado o mais adequado dentre as formulações avaliadas, pois apresentou menor teor de umidade (1,37% ± 0,2%) e maior teor de lipídios (33,95% ± 1,48%) e ácido graxo oleico (33,861% ± 0,014%), nesta fração lipídica, do que as amostras dos demais tratamentos, além de apresentar propriedades reológicas e calorimétricas compatíves à formulação controle, com comportamento pseudoplástico melhor ajustado ao modelo de Casson (R²>0,98) e estabilidade durante a vida de prateleira. As relevantes informações tecnológicas obtidas comprovaram a viabilidade tecnológica para a produção e comercialização de um produto alimentício de importância nutricional. / The increasing of cardiovascular diseases in the world is promoting the interest for science development in healthier foods to the consumer market, which has become a major trend in the food industry. The aim of this study was to add microcapsules of high oleic peanut oil in dark chocolate 57%, a healthy and indulgent food. The nutritional value of the high oleic peanut oil is associated with the presence of oleic acid, a monounsaturated fatty acid considered fundamental for its beneficial properties in reducing oxidation of LDL-cholesterol. The work was divided into two stages: production and characterization of microcapsules of high oleic peanut oil; formulation, production and characterization of dark chocolate with microcapsules of high oleic peanut oil added (5%, 7.5% and 10%) evaluating its stability during 112 days of shelf life, with a view to a product with nutritional and technological quality. The emulsion prepared to produce microcapsules in laboratory scale spray dryer showed kinetic stability at 18°C, pH of 4.82 ± 0.07, total soluble solids content of 14.7 ± 0.1 °Brix, 0.983 ± 0.010 of water activity, pseudoplastic behavior adjusted to the model of Binghan and high thixotropy, being suitable for the intended process. The microencapsulation process showed 65% yield in laboratory scale. As obtained by other authors, the high oleic peanut oil microcapsules were: 3.32% ± 0.03% moisture, 0.244 ± 0.012 water activity, 0.50 ± 0.02 g·mL-1 bulk density, and morphology of the amorphous and typical surface of the microcapsules produced by spray drying with gum arabic as the encapsulating agent, which indicates the formation of a continuous film that provides less permeability to gases and improved protection and retention of the filling, indicating highly successful process. The dark chocolate with 5% of microcapsules added was considered the most suitable among the evaluated formulations, since it presented lower moisture content (1.37% ± 0.2%) and higher lipid content (33.95% ± 1.48%) and oleic acid (33.861% ± 0.014%), in this lipid fraction, than the other treatments, besides having rheological and calorimetric properties compatible to the control formulation, with pseudoplastic behavior better adjusted to the Casson model (R²> 0.98) and stability over the shelf life. The relevant technological information obtained proved the technological feasibility for the production and commercialization of a food product of nutritional importance.